天然气产业可持续发展耦合系统研究

辜 穗 王良锦 卢栎羽 蒲蓉蓉

（1.中国石油西南油气田公司天然气经济研究所，四川 成都 610051；2.中国石油西南油气田公司，四川 成都 610051）

0 引言

可持续发展作为一种注重长远发展的经济增长模式，是世界对发展道路的审慎选择［1］，是我国科学发展观的基本要求之一［2］，也是实现美丽中国目标的重要途径［3］。作为清洁能源领域的支柱性产业，天然气产业走可持续发展道路是在国家推进能源革命和能源供给侧改革的过程中，保障其充分发挥在我国现代能源体系构建中主力作用的必然选择［4］。然而，当前对于天然气发展的论述，更多的是重在产业发展的环境形势，提出发展战略方向和相关政策建议，缺乏对天然气产业可持续发展内在机理与实现路径的相关研究。特别是对于如何在可持续发展框架下进行天然气产业的适应性发展，提出具有可供操作的建议，现有研究并没有给予回答。本文以此为前提，立足系统论视角，将天然气产业和可持续发展分别视为独立的复杂系统，讨论二者耦合发展相关问题，为天然气产业可持续发展相关研究与管理实践提供理论参考。

1 天然气产业可持续发展系统的耦合机理

“耦合”是指两个或两个以上的系统或运动方式之间通过各种相互作用而彼此影响而联合起来的现象或更有机整合的作用过程。通过耦合联通两个及以上系统使其结构功能结合从而产生新的系统，称为耦合系统。天然气产业可持续发展耦合系统，是联通可持续发展要素系统和天然气产业链系统产生的有机的开放系统［5］，是将可持续发展系统中的资源、经济、生态、社会等基本要素融汇贯通到天然气产业链一体化发展过程［6］，通过天然气产业链协调、稳健、可持续发展促进天然气产业系统的有序演进。因此，天然气产业可持续发展耦合系统的产生，有赖于可持续发展系统的要素体系与天然气产业系统的一体化发展体系两大基础。

1.1 系统内外耦合：可持续发展与环境耦合

从内外部整体视域上看，天然气产业可持续发展耦合系统，是将天然气产业可持续发展战略与政治、经济、社会等环境之间相互作用、相互博弈、实现耦合发展的过程。天然气作为清洁能源，天然气产业实现可持续发展需要与政策制度与国家发展方向、经济体制与市场需求、区域社会等宏观形势相耦合、相适应，诸如能源生产和消费革命、能源体制机制改革、油气市场变革与天然气价格形成机制等［7］，进行天然气产业规划布局需要时间与空间上达到耦合；天然气产业发展还需要与其他能源行业系统发展相耦合，才能从系统整体层面实现天然气产业可持续发展系统内外部耦合。

1.2 子系统耦合：天然气产业链价值子系统、支撑子系统与协调子系统之间的耦合

天然气产业链是指以天然气及其副产品的产出、输送或消费作纽带所形成的上中下关联衔接的产业集合，天然气勘探与开发统称为天然气产业链的上游，天然气管道建设、天然气储运系统称为天然气产业链的中游，天然气消费利用统称为天然气产业链的下游，天然气产业链上中下游一体化进行价值创造是天然气产业的独特属性；相关企业是产业链上以天然气资源勘探开发、净化、管道运输、储存、销售利用为主体的所有企业；生产经营管理核心业务活动包括天然气技术创新、人才、金融资本、产业信息等以非物质要素为主导的活动。3个方面缺一不可，相互联系相互依存，共同构成天然气产业系统。天然气产业系统中包含的3个子系统之间的耦合，是推动天然气产业自身作为一个复杂系统良性有序发展的重要保障。而这3个子系统，也是天然气产业可持续发展耦合系统设计的重要源泉。

1.3 要素耦合：可持续发展资源、经济、生态、和谐要素之间的耦合

天然气产业可持续发展耦合系统中天然气资源与经济、生态、和谐等社会环境之间是相互影响、相互制约的，它们之间存在着非线性相互作用的关系。天然气资源是天然气产业促经济发展必需的生产要素、投入因子和物质基础，天然气产业对经济发展的贡献是以天然气资源为基础的；经济增长对资源有依赖性，即经济增长离不开资源；资源的发展要以经济增长为前提，因为经济增长可以促成资源的大规模开发与利用，能够增加就业、促进区域地方经济发展、保障区域社会稳定。但资源作为经济动力因素的同时也是一种障碍，天然气资源的逐渐耗竭及能源带来的生态、环境问题，都将严重阻碍经济的发展；环境是经济发展的物质条件，它既可以直接促进经济的发展，也可以阻碍经济的发展。环境污染和生态破坏已成为危害人们健康、制约经济和社会发展的重要因素。因此，天然气产业可持续发展必须要求资源、经济、生态和社会的耦合发展。

1.4 系统发展动力耦合：创新与规制

天然气产业可持续发展耦合系统发展的动力主要来自创新与规制，体现在3个方面：一是产业组织创新，是对广义上的体制创新在天然气产业内部的具体践行，组织创新对耦合系统演进产生积极的助推力；二是开放式技术创新，技术创新是创新驱动发展的第一动力，是推动耦合系统发展的动力源；三是规制经济，涉及经济体制改革及相关问题，主要通过政府在市场主导的天然气产业发展环境中以引导手段的发挥推动系统有序发展。

2 天然气产业可持续发展的耦合系统结构

基于上述分析，将可持续发展系统中的资源、经济、生态、和谐四大基本要素子系统放置于天然气产业系统中进行嵌入式扩张、协同与耦合，构建天然气产业可持续发展耦合系统，如图1。

图1 天然气产业可持续发展耦合系统模型图

2.1 天然气产业链价值子系统

天然气产业链价值子系统立足于天然气产业的资源生产供应与利用，是利用天然气资源进行产业价值创造和实现价值增值的过程。主要包括3个下一级子系统：

2.1.1 天然气勘探开发子系统

天然气勘探开发系统立足天然气产业链上游，是以常规天然气资源、页岩气、致密气、煤层气等资源为对象的生产供应系统，主要业务是天然气勘探与天然气开发。天然气勘探是指为了识别勘探区域或探明天然气储量而进行的地质调查、地球物理勘探、钻探活动以及其他相关活动。它具有以下特点：天然气勘探开发作业分散性和野外性，属高风险行业，技术风险和市场风险程度高，油气田公司的资金和技术密集程度高，油气田公司普遍面对着恶劣自然环境和复杂工农关系的双重影响。

天然气开发是指为了取得探明矿区中的天然气而建造或更新井及相关设施的活动。从气田被发现以后开始，经过气藏评价、储量计算、编制气田开发方案、产能建设、投入生产、进行监测、开发调整直到最终废弃的全过程。它具有以下特征：天然气开采效益呈“马鞍形”特征，不同气藏的工艺技术差别大，气田进入后期阶段开采难度加大，油气田企业的循环链庞大、管理性支出比例高，油气田企业社会责任和安全环保生产压力大。

2.1.2 天然气储运子系统

天然气储运子系统立足天然气产业链中游，包括天然气管道运输业务和储气库业务等业务。天然气管道运输业务是指通过铺设大管径、长距离的管道线路和相关配套设施，将采集的天然气经过不断加压运输给客户而发生的一种经营活动。天然气运输过程中的输气量和运输距离是天然气管道运输的基本工作量指标，天然气运输的下游连着配气管网和用户，输气量也与下游消费量直接相关。它具有以下特点：管道运输具有绿色经济特点，管道运输成本与输气距离、管径成正比、与管道利用率成反比，管道运输中长输管线的成本费用的产生具有不确定性和不均衡性，管道施工与运营难度大、建设成本大。天然气储气库业务价值特征则主要表现为：储气库建设周期较长、垫气比例随地质条件和储气库类型而不同。

2.1.3 天然气利用子系统

天然气利用子系统立足天然气产业链下游，是对天然气原料利用、天然气燃料利用、天然气其他利用的集合。由于天然气是一种以甲烷、乙烷、正丁烷等碳氢化合物为主要成分的气体混合物，其热利用率高，燃后无废渣废水，是一种较为理想的环保能源［8］。天然气具有经济性、方便性、清洁性、替代性、安全性等基本属性，还具有天然气资源稀缺性与市场竞争性等市场特征，特别是产、输、利用环节在物理实体上的一体性。因此，天然气利用与其他普通商品有很大不同，具体表现在：天然气商品的政治性与公益性、销售业务的系统性与战略性、销售市场的网络性与开放性、销售的区域性与季节性、市场的共建性与协调性。

2.2 天然气产业链支撑系统

天然气产业支撑子系统立足服务和辅助天然气产业链价值子系统功能发挥的角色，要充分考虑战略规划、文化自信、财政金融、产业意识、制度政策、组织人才等方面的系统建设。战略规划要以宏观政治经济环境、国家能源产业规划、产业结构布局等为前提，系统考虑天然气产业可持续发展战略与规划部署。文化自信彰显天然气工业在我国工业体系中极具榜样色彩的文化力量，在国家文化复兴的宏观环境下，以符合新时期发展要求的天然气文化建设为天然气产业可持续发展提供无形的精神力量。财政金融要考虑有利于天然气产业发展的财政支持、金融政策支持及配套的体制机制改革。产业意识指引天然气产业发展方向。制度政策包含天然气产业可持续发展的管理方式与管理模式，及配套的政策环境支持等。组织人才涉及天然气产业可持续发展的人才配置、机构组织设置等，为天然气产业可持续发展提供人力资源支撑。

2.3 天然气产业链协调子系统

天然气产业链协调子系统是天然气产业可持续发展耦合系统中的重要组成部分，是促进天然气产业可持续发展系统平稳运行不可或缺的润滑剂。天然气产业链协调子系统通过充分依靠政府引导和市场主导的作用发挥，解决天然气产业链价值子系统与天然气产业支撑子系统协同运行过程中必然面临的延滞效应及其可能产生的一系列问题，保障天然气产业支撑子系统作用发挥能及时准确的服务到天然气产业链价值子系统上去。其间，政府引导与市场主导的作用表征，基于可持续发展理论资源、经济、生态、和谐四大基本要素层面得以体现。

因此，在天然气资源可持续问题上，应立足天然气产业链整体视域，考虑天然气资源产、输、销一体化安全保供中涉及的多重供应关系及责权；在天然气经济可持续发展问题上，应充分发挥市场对资源的配置作用实现，考虑如何在市场经济条件下通过市场配置作用实现对天然气资源的清洁高效利用；在天然气生态可持续问题上，应以绿色发展为方向，综合低碳、节能减排、循环发展等实现途径，考虑天然气产业链的绿色长远发展；在天然气和谐可持续问题上，立足政府、消费者和企业三方，考虑天然气产业如何在三方联动的基础上实现产业发展对社会的责任践行与整体贡献。

2.4 系统运行动力

立足复杂大系统视域，天然气产业可持续发展大系统可以划分为多层级、多因素、交互和多重影响的子系统，各层级和各子系统之间涉及众多行为主体，且多重行为主体与多重要素之间存在的关系并非简单的线性关系，而是错综复杂、交互影响的非线性作用关系，也符合天然气产业可持续发展系统作为一个开放的动态复杂系统的基本特性。于其而言，创新驱动是整个系统有效运行的动力源，基于科技创新和管理创新协同的创新驱动，为子系统之间和子系统内部的有效协同运行提供着不竭动力，在保障各子系统有序发展的同时，保证耦合系统从整体上呈齿轮型、耦合性、持续性运动态［9］。其次，基于工业化与信息化的“两化融合”，是响应国家能源“互联网+”相关要求的有效实践，通过现代化的信息和网络技术手段，将天然气产业链一体化发展变得可视化、相对透明化，给天然气产业可持续发展耦合系统的有序演进提供了重要的助推力。来自政府与市场的协同作用力，通过政府引导与市场主导的双重作用，让“看得见的手”和“看不见的手”协同联动［10］，为推动天然气产业可持续发展系统平稳运行提供强大的保障力。

3 天然气产业可持续发展的耦合系统建设策略

3.1 全面提升资源效益与整体价值创造

资源是天然气产业的生存之本、发展之基和效益之源，是实现可持续发展的根本保障。因此，必须按照天然气产业确定的有质量、有效益、可持续发展方针，坚持市场化资源配置、效益化勘探开发、集约化经营管理、价值化产业布局的原则，立足天然气产业链一体化的整体视角，建立了天然气资源多元化保障体系、天然气输送网络化保障体系和天然气市场集约化保障体系，达到天然气上、中、下游供气安全的协调发展。天然气资源保障体系从本土资源开发和国外资源引进两个层面考虑如何尽可能地保障天然气资源的可持续供应，并通过储气库等设施的建立，提高战略储备与调峰能力，确保天然气临时中断后的及时供应［11］。天然气输送网络化保障体系一方面是加强管网自身规模和布局的建议，另一方面加强管网的本质安全管理和管网的优化运行，提高运行效益，确保天然气输送的安全平稳和效益性。天然气市场集约化保障体系包括天然气需求预测、用户管理、移峰填谷和市场战略储备等内容，其功能是满足消费者需求，科学引导消费、保护环境，实现天然气资源、环境和社会协调发展［12］。

3.2 强化政府引导与市场主导的协同作用

坚持市场的主体地位，必须坚持以科学发展观为指导，坚持天然气资源配置改革市场化方向，充分发挥市场机制在资源要素配置中的基础性作用。围绕有利于实现天然气资源供给保障、有利于提高天然气资源配置效率、有利于完善天然气资源市场化配置配套政策、有利于促进天然气产业合理发展等目标，突出天然气价格、市场竞争、天然气产业监管等方面的重点，积极探索天然气资源市场化配置框架，运用经济手段，建立完善以科学合理的天然气价格体系为基础的天然气资源市场配置机制、资源有偿使用机制、生态环境补偿机制等，提供多元化选择空间［13］，达到国家、地方、企业、用户利益的统一协调，并且要兼顾效率与公平原则、稳定与利于国民经济健康协调发展原则、有利于资源合理开发与利用原则。

在市场主导的前提下，建立基于政府—企业—用户三方高效联动的产业协调发展机制，充分发挥政府引导作用，统筹规划天然气产业监管体系［14］，科学规划天然气发展战略、引导天然气市场健康发展、形成合理的天然气价格机制、调节供需关系、组织协调应急等；充分发挥政府在政策制定和制度保障方面的作用，建立健全天然气法律法规、天然气监管政策、天然气开发政策、天然气价格政策、天然气金融政策、天然气财税政策、天然气碳排放交易政策等方面的政策制度，为天然气产业可持续发展提供制度保障和政策引力。

3.3 推进天然气全产业链绿色生态化发展

天然气产业绿色发展是相应生态可持续发展的必然要求，是一个经济、技术、社会和文化价值观上的整体性转变和变革过程，需要在经济、技术、政治、法律、道德等各个层次上共同推进［15］。推进天然气全产业链绿色发展，首先要树立节能减排和绿色发展理念，强调适应性治理与源头性预防相结合［16］，集约高效开发能源，科学合理使用能源，大力提高能效，以尽可能少的天然气资源消费支撑经济社会发展［17］。其次要促进天然气产业链技术生态化发展，包括勘探开发生态技术、绿色储运技术体系开发、绿色低碳利用技术开发等［18］。第三要推进天然气产业绿色发展制度建设，包括加快推进天然气法律法规建设、完善天然气产业绿色发展政策制度体系、健全和完善天然气产业生态补偿机制、绿色绩效考核与激励约束结合机制，从体制机制上激励天然气产业将绿色发展纳入可持续发展全局考量［19］。

4 结束语

作为化石能源向非化石能源转变的极其重要的过渡能源，全球天然气消费量将呈现持续增长态势［20］。适应新一轮变化趋势，在国家推动能源革命、打造现代能源体系和全面建设可持续发展的相关要求下，笔者提出基于可持续发展要素系统与天然气产业系统相耦合的天然气产业可持续发展耦合系统，为促进天然气产业向着绿色低碳、清洁高效、协同创新、和谐共享、可持续发展的现代化发展方向发展提供一定的理论参考和管理支撑。

然而，天然气产业可持续发展耦合系统作为内涵深刻外延丰富的复杂大系统，其循序渐进、有序跃迁的演进还有很多需要亟待完善之处［21］，诸如，在天然气资源子系统可持续方面，如何形成多元、智能能源网络的天然气供应安全保障系统；在天然气经济子系统可持续方面，如何进一步发挥市场配置资源的决定性作用，建立现代化天然气市场体系，支撑国家经济发展体系；在天然气生态子系统可持续方面，如何提高天然气在一次能源消费结构中的比重，成为国家绿色低碳、清洁高效的主体能源；在天然气社会子系统可持续方面，如何创新体制机制，统筹协调发展等等。在天然气可持续发展耦合系统框架下，如何设计对应的发展机制与路径等相关问题，还有待进一步研究。